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第1章 轨道车辆概述1

1.1 轨道车辆的分类及用途1

1.1.1 机车1

1.1.2 货车2

1.1.3 客车4

1.1.4 动车组4

1.2 轨道车辆的基本组成7

1.2.1 车体7

1.2.2 转向架8

1.2.3 制动装置9

1.2.4 车钩缓冲装置11

1.2.5 车辆内部设备11

参考文献11

第2章 有限元方法基本原理及应用12

2.1 绪论12

2.1.1 概述12

2.1.2 有限元法发展简史13

2.1.3 有限元法的基本思想14

2.1.4 有限元的基本概念15

2.1.5 有限元分析基本流程15

2.1.6 有限元分析的实现17

2.2 杆系结构的有限元分析18

2.2.1 概述18

2.2.2 有限元分析原理19

2.2.3 单元刚度矩阵21

2.2.4 结构刚度矩阵28

2.2.5 约束处理33

2.2.6 载荷处理34

2.2.7 杆系结构有限元分析简例35

2.3 平面问题弹性力学基础37

2.3.1 基本概念37

2.3.2 平面应力问题与平面应变问题39

2.3.3 平面问题的平衡微分方程41

2.3 A平面问题的几何方程42

2.3.5 平面问题的物理方程44

2.3.6 平面问题的边界条件46

2.3.7 平面问题的基本解法47

2.4 平面问题的有限元分析51

2.4.1 常应变三角形单元（CST）51

2.4.2 线性应变三角形单元（LST）64

2.4.3 节点四边形单元（Q4）68

2.4.4 CST单元与Q4单元求解结果对比73

2.5 空间问题有限元法75

2.5.1 空间问题的弹性力学基本方程75

2.5.2 空间问题的有限元分析方法75

2.5.3 空间问题的求解实例78

2.6 薄板弯曲问题的有限元法81

2.6.1 薄板弯曲的基本方程81

2.6.2 矩形单元分析84

2.7 壳体结构的有限元分析93

2.7.1 基本假设93

2.7.2 矩形单元94

2.7.3 用壳体单元进行壳体分析的步骤97

参考文献97

第3章 有限元建模细节与ANSYS软件概述98

3.1 有限元仿真分析基本过程98

3.1.1 数据前处理99

3.1.2 施加载荷和边界条件100

3.1.3 求解及误差分析103

3.1.4 数据后处理104

3.1.5 建立有限元模型需考虑的几点问题105

3.2 ANSYS软件操作简介114

3.2.1 ANSYS软件图形界面的交互操作114

3.2.2 ANSYS有限元求解过程与步骤121

3.3 ANSYS软件应用实例126

3.3.1 简支梁变形分析126

3.3.2 平面应力问题求解129

3.3.3 ANSYS薄板弯曲问题求解133

3.3.4 轴对称问题求解136

参考文献139

第4章 车辆结构强度基础理论140

4.1 疲劳研究的历史140

4.2 疲劳破坏的特点142

4.3 疲劳断口的形貌特征143

4.3.1 疲劳断口的宏观形貌特征143

4.3.2 疲劳断裂源的判断144

4.3.3 疲劳断口的微观形貌特征144

4.4 金属疲劳性能148

4.4.1 材料的S-N曲线149

4.4.2 P-S-N曲线149

4.4.3 疲劳极限150

4.4.4 影响疲劳强度的因素150

4.5 疲劳累积损伤理论153

4.5.1 疲劳损伤累积的概念153

4.5.2 线性累积损伤理论154

4.6 强度设计理论基础155

4.6.1 静强度设计155

4.6.2 抗疲劳设计155

参考文献161

第5章 高速动车组强度设计规范162

5.1 高速动车组转向架焊接构架强度设计规范162

5.1.1 UIC规程162

5.1.2 JIS技术条件164

5.2 动车组车体强度设计规范165

5.2.1 欧洲标准EN 12663165

5.2.2 日本标准JIS E7106169

5.3 转向架构架与车体强度分析实例171

5.3.1 地铁动车转向架构架静强度与疲劳强度分析171

5.3.2 电动客车车体静强度分析175

参考文献178